摘要：随着中国公路交通事业的发展，尤其是高等级公路建设与国道、省道大中修“白＋黑”施工工程项目的迅猛发展，改性沥青砼路面的数量不断增多，等级不断提高。目前，国内外高等级沥青路面普遍采用ＳＢＳ改性沥青。ＳＢＳ是一种高分子嵌段共聚物，它具有橡胶的弹性和树脂的热塑性质，ＳＢＳ与沥青在高速剪切胶体磨的作用下，通过物理镶嵌混合相互渗透吸附以微米级的颗粒大小均匀地混合在沥青中，形成一种改性沥青。ＳＢＳ改性沥青因其良好的高温稳定性、低温抗裂性和出色的粘附性与耐疲劳性，在高等级公路工程应用越来越广泛。文中分析了改性沥青软化点、针入度、延度三大指标与沥青性能的关系；以国产ＳＢＳ改性剂、７０＃Ａ级道路石油沥青为试验检测对象，对南方地区ＳＢＳ改性沥青生产最佳配合比进行设计研究，分析了ＳＢＳ改性剂剂量与改性沥青相关技术指标的关系。
关键词：公路；ＳＢＳ改性沥青；生产配合比；检测技术
0引言
ＳＢＳ改性沥青因其良好的高温稳定性、低温抗裂性和出色的粘附性与耐疲劳性，在南方高等级公路建设与国道、省道大中修改造工程中得到广泛应用。在ＳＢＳ改性沥青生产配合比设计中，ＳＢＳ改性剂的类型与配合比含量对改性沥青产品的质量与使用性能具有显著的影响，如何确定ＳＢＳ改性沥青生产最佳配合比对改性沥青生产研究具有重要的指导意义。
１ 改性沥青三大指标性能分析
改性沥青三大指标是指改性沥青软化点、针入度和延度，是用来评价改性沥青质量性能的重要技术指标。
（１）改性沥青软化点。改性沥青软化点是指改性沥青试件受热软化到下垂时的温度。在检测试验中，在沥青软化点仪的水瓶里放一个钢环，环里放沥青，沥青上再压一钢球，然后将水瓶加热，改性沥青试件因受热温度升高而软化，试件上面的钢球落入水瓶底时的温度即为沥青软化点。改性沥青软化点测试主要用于评价改性沥青的高温稳定性。
（２）改性沥青针入度。改性沥青针入度是改性沥青主要质量指标之一，表示沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏的能力，是指改性沥青试件在温度２５℃、５ｓ时间内和１００ｇ的荷重下，标准针垂直穿入改性沥青试样的深度。针入度越高，沥青的抗高温性能越差，抗低温性能越好。
（３）改性沥青延度。改性沥青延度是指在试验检测中将改性沥青制作为８字形标准试件，在２５℃温度下，试件在延度仪５ｃｍ／ｍｉｎ的拉伸速度下不断伸长直至断裂时的长度。延度是评定沥青塑性的重要指标，延度越大，表明改性沥青塑性越好。
２ 试验材料与仪器
参照ＪＴＪ Ｆ４０－２００４《公路改性沥青路面施工技术规范》中对ＳＢＳ改性沥青（Ｉ—Ｄ）质量标准要求，针对ＳＢＳ改性沥青生产配合比设计，以某国产ＳＢＳ改性剂、７０＃Ａ 级道路石油沥青（１－４）为试验检测对象，通过高剪切乳化机进行试验制作改性沥青，并对制作的ＳＢＳ改性沥青各项主要技术指标进行检测，包括针入度、软化点、延度、弹性恢复等。改性沥青生产主要检测仪器如表１所示。
３ ＳＢＳ改性沥青配合比设计方法
有研究表明，ＳＢＳ改性沥青配合比设计中ＳＢＳ改性剂剂量最佳选取范围为３％～５％。在改性沥青生产配合比试验中，将ＳＢＳ改性剂剂量从３％开始逐次增加０．２５％直至６％进行试验，保持试验时间、剪切研磨温度等条件一致，通过试验数据找出ＳＢＳ剂量与改性沥青各项指标的关系，从而得到适合该批次产品质量的最佳生产配合比。ＳＢＳ剂量选取数值如表２所示。ＳＢＳ改性沥青生产配合比设计试验流程如图１所示。
４ 配合比设计检测分析通过试验检测，记录各组ＳＢＳ改性沥青针入度、软化点、延度、弹性恢复等主要技术指标进行研究分析，以确定最佳生产配合比。
４ 配合比设计检测分析
通过试验检测，记录各组ＳＢＳ改性沥青针入度、软化点、延度、弹性恢复等主要技术指标进行研究分析，以确定最佳生产配合比。
４．１ 改性剂剂量与ＳＢＳ改性沥青三大指标关系
如图２所示，改性沥青软化点与改性剂剂量基本上成正比关系，软化点随着改性剂剂量的增加而变大，从掺加３．２５％改性剂起软化点就已达到规范技术要求。如图３所示，改性沥青针入度值随着改性剂剂量的增加而变小。ＳＢＳ剂量为３％～４．７５％时，改性沥青针入度值符合规范技术要求。当ＳＢＳ剂量超过５．０％时，改性沥青软化点不断升高，但其针入度值已不符合规范的技术要求。如图４所示，ＳＢＳ剂量从３．２５％开始，改性沥规范技术要求。
４．２ 改性剂剂量与弹性恢复关系分析
如图５所示，改性沥青弹性恢复与ＳＢＳ剂量成正比关系，剂量为３％～６％，改性沥青的弹性恢复指标均符合规范技术要求。
４．３ 配合比最佳设计方案确定
通过试验检测分析，改性沥青三大指标符合要求的配合比为３．２５％、３．５％、３．７５％这三组，检测这三组配合比改性沥青的各技术参数。
为提高改性沥青在中国南方的路用性能，重点提高高温稳定性与抗车辙性能，综合考虑其低温稳定性，确定最佳生产配合比为4.５％。
４．４ 配合比设计检测注意事项
改性沥青延度试验时，延度仪对延度的影响较大，因改性沥青承受拉力较大，试模托板容易产生变形，使得试样受拉力和剪应力的共同作用，影响试验结果的精确性；针入度对环境温度的精度要求较高，改性沥青针入度试验最大难点在于试样养护温度和试验温度的控制；试验室内制作改性沥青的工艺与实际生产改性沥青的工艺有所不同，两者的试验结果必然会存在一定的差异。
５ 结语
ＳＢＳ和稳定剂的配伍比例直接影响改性沥青产品的质量、使用性能与成本，合理精确的配合比设计对提高产品质量、降低产品成本具有重要的指导意义。在改性沥青生产配合比设计中，在提高软化点的同时，要保证针入度值不要降低得太大，而且确保其低温延度符合规范技术要求。通过实际胶体磨生产检验，试验确定的最佳生产配合比经实际生产应用验证，其技术要求均满足规范相关要求，且改性沥青生产三大指标与设计检测三大指标的误差值均在５％之内。
参考文献：
［1］ 王丽红，夏野．改性沥青中ＳＢＳ含量检测方法的研究［Ｊ］．化学工程师，２０１２（２）．
［2］ 李炜光，周巧英，李强，等．ＳＢＳ测试方法及机理研究［Ｊ］．石油沥青，２０１０（５）．
［3］ 廖卫东．基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构与材料研究［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２００７
论文作者:石路
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/24
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